DOI: https://doi.org/10.1007/s44338-025-00148-w
تاريخ النشر: 2026-01-23
المؤلف: Lwando Mbambalala وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغذية المجترات وعلم وظائف الهضم
نظرة عامة
الزيادة المتوقعة في عدد السكان العالمي إلى 9.7 مليار بحلول عام 2050 تتطلب زيادة بنسبة 70% في إنتاج الغذاء، مع التركيز بشكل خاص على مضاعفة الطلب على البروتين الحيواني في البلدان النامية. هذا السيناريو يمثل تحديًا كبيرًا للممارسات الزراعية المعاصرة.
تسلط المراجعة الضوء على إمكانية تحويل دبس السكر (SMS) من النفايات الزراعية إلى علف قابل للاستخدام للماشية، مما يمثل خطوة مهمة نحو إنتاج الثروة الحيوانية المستدام. يتم تحديد SMS كمورد متعدد الوظائف يمكن أن يحسن كفاءة العلف، ويعزز جودة المنتج، ويعزز الاستدامة البيئية. ومع ذلك، فإن التنفيذ الناجح لـ SMS في أنظمة تغذية الماشية يتطلب التغلب على القيود الحالية.
نقاش
تتناول قسم النقاش في ورقة البحث خصائص وتطبيقات محتملة لمادة بقايا الفطر (SMS) كمورد علفي قيم للماشية. SMS، الذي هو المادة اللجنوسليلوزية المتبقية بعد زراعة الفطر، غني بشبكات الفطريات، والإنزيمات، والمواد المغذية مثل البوليسكاريد والبولي ببتيدات. تعزز النشاط الإنزيمي المحتفظ به في SMS، بما في ذلك إنزيمات مثل السليلوز واللاكاز، قابليته للهضم، مما يجعله بديلاً واعدًا لمكونات العلف التقليدية. تتضمن عملية إنتاج SMS مسار معالجة حيوي متكامل يحول المنتجات الثانوية الزراعية إلى ركيزة غنية بالمغذيات من خلال الاختيار الدقيق، والتحضير، والتلقيح، والزراعة، مما ينتج حوالي 5-6 كجم من SMS لكل كجم من الفطر المنتج.
تعتبر القيمة الغذائية لـ SMS كبيرة، حيث يتجاوز محتوى البروتين الخام الحد الأدنى من المتطلبات للماشية، مما يجعله مصدر بروتين قابل للاستخدام في حميتهم. يمكن أن يؤثر المحتوى العالي من الرطوبة في الركيزة وتركيب الألياف المتغير على قابليتها للهضم ومدخولها، مما يتطلب صياغة دقيقة لتحسين إدراجها في حميات الماشية. تشير الدراسات إلى أن مستويات الإدراج المعتدلة (10-20%) من SMS يمكن أن تحسن من تناول العلف، وأداء النمو، والمعايير الصحية العامة في الماشية، بينما قد يؤدي الإدراج المفرط إلى آثار سلبية. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الدراسات أن SMS يعزز جودة المنتجات الحيوانية، مثل الحليب واللحوم، من خلال تحسين الخصائص التركيبية والثبات الأكسيدي. بشكل عام، يقدم SMS خيارًا مستدامًا لترقية موارد العلف اللجنوسليلوزية، مما يساهم في كل من تغذية الحيوانات والاستدامة البيئية.
القيود
تسلط قسم القيود الضوء على عدة تحديات حرجة مرتبطة باستخدام مادة بقايا الفطر (SMS) في تغذية الماشية، والتي تعيق كل من الفهم والتطبيق العملي. إحدى القضايا الرئيسية هي التباين الكبير في التركيب الكيميائي لـ SMS، حيث تتراوح قيم البروتين الخام (CP) من 1.3% إلى 22% ومستويات الألياف المنظفة المحايدة (NDF) بين 45% و78%. ينشأ هذا التباين من مصادر الركيزة المتنوعة وطرق المعالجة، مما يعقد إنشاء معايير غذائية موثوقة وتوقعات استجابة الحيوانات عبر أنظمة الإنتاج المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، فإن نقص معايير المعالجة الموحدة يعقد المقارنة بين النتائج عبر الدراسات، مما يثير القلق بشأن جودة العلف وسلامته.
علاوة على ذلك، تركز الأبحاث الحالية بشكل أساسي على الآثار قصيرة المدى، مما يترك فجوات كبيرة فيما يتعلق بالسلامة على المدى الطويل، والنتائج الإنجابية، والتأثيرات التراكمية لإدراج SMS في حميات الماشية. يحد غياب التقييمات التقنية والاقتصادية الشاملة من فهم تكاليف المعالجة، واللوجستيات، وإمكانات السوق. تتفاقم المخاوف المتعلقة بالسلامة بسبب نقص المعرفة بالمخاطر المرتبطة بمخلفات الميكوتوكسين، وتراكم المعادن الثقيلة، ومستويات التحمل الخاصة بالأنواع، مما يبرز الحاجة إلى أطر ضمان جودة موحدة. كما أن الرقابة التنظيمية غير المتسقة وغياب شهادات جودة العلف الرسمية تعيق أيضًا اعتماد SMS على نطاق واسع في أنظمة تغذية الماشية، مما يبرز ضرورة البحث التعاوني وتطوير السياسات لمعالجة هذه القيود.
DOI: https://doi.org/10.1007/s44338-025-00148-w
Publication Date: 2026-01-23
Author(s): Lwando Mbambalala et al.
Primary Topic: Ruminant Nutrition and Digestive Physiology
Overview
The anticipated increase in the global population to 9.7 billion by 2050 necessitates a 70% rise in food production, with a particular emphasis on the doubling of animal-protein demand in developing countries. This scenario presents a formidable challenge for contemporary agricultural practices.
The review highlights the potential of transforming sugarcane molasses (SMS) from agricultural waste into a viable ruminant feed, marking a significant step towards sustainable livestock production. SMS is identified as a multifunctional resource that can improve feed efficiency, enhance product quality, and promote environmental sustainability. However, the successful implementation of SMS in livestock feeding systems requires overcoming existing limitations.
Discussion
The discussion section of the research paper elaborates on the characteristics and potential applications of spent mushroom substrate (SMS) as a valuable feed resource for ruminants. SMS, which is the residual lignocellulosic material left after mushroom cultivation, is rich in fungal mycelial networks, enzymes, and nutrients such as polysaccharides and polypeptides. The enzymatic activity retained in SMS, including enzymes like cellulase and laccase, enhances its digestibility, making it a promising alternative to traditional feed ingredients. The production process of SMS involves an integrated bioprocessing pathway that transforms agricultural by-products into a nutrient-rich substrate through careful selection, preparation, inoculation, and cultivation, yielding approximately 5-6 kg of SMS for every kg of mushrooms produced.
The nutritive value of SMS is significant, with a crude protein content that exceeds the minimum requirements for ruminants, making it a viable protein source in their diets. The substrate’s high moisture content and variable fiber composition can influence its digestibility and intake, necessitating careful formulation to optimize its inclusion in ruminant diets. Studies indicate that moderate inclusion levels (10-20%) of SMS can improve feed intake, growth performance, and overall health parameters in ruminants, while excessive inclusion may lead to adverse effects. Additionally, SMS has been shown to enhance the quality of animal products, such as milk and meat, through improved compositional traits and oxidative stability. Overall, SMS presents a sustainable option for upgrading lignocellulosic feed resources, contributing to both animal nutrition and environmental sustainability.
Limitations
The section on limitations highlights several critical challenges associated with the use of spent mushroom substrate (SMS) in ruminant nutrition, which impede both understanding and practical application. A primary concern is the significant compositional variability of SMS, with crude protein (CP) values ranging from 1.3% to 22% and neutral detergent fiber (NDF) levels between 45% and 78%. This inconsistency arises from diverse substrate sources and processing methods, complicating the establishment of reliable nutritional benchmarks and predictions of animal responses across various production systems. Additionally, the lack of uniform processing standards further complicates the comparison of results across studies, raising concerns about feed quality and safety.
Moreover, existing research predominantly focuses on short-term effects, leaving substantial gaps regarding the long-term safety, reproductive outcomes, and cumulative impacts of incorporating SMS into ruminant diets. The absence of comprehensive techno-economic evaluations limits the understanding of processing costs, logistics, and market potential. Safety concerns are exacerbated by insufficient knowledge of risks associated with mycotoxin residues, heavy metal accumulation, and species-specific tolerance levels, emphasizing the need for standardized quality assurance frameworks. Inconsistent regulatory oversight and the lack of official feed-quality certification also hinder the widespread adoption of SMS in ruminant feeding systems, underscoring the necessity for collaborative research and policy development to address these limitations.